computere cuantice

  • Hacking-ul celei de-a patra dimensiuni: Timpul negativ și ceasurile care funcționează invers schimbă realitatea

    Hacking-ul celei de-a patra dimensiuni: Timpul negativ și ceasurile care funcționează invers schimbă realitatea

    O echipă internațională de cercetători a realizat o adevărată revoluție în înțelegerea realității fizice, confirmând experimental posibilitatea existenței așa-numitului timp negativ.

    Ziarul „Komsomolskaia Pravda” relatează despre un experiment unic în care oamenii de știință au observat o situație paradoxală în care efectul depășește de fapt cauza sa. Anomalii similare au fost înregistrate în 1993, dar la acea vreme, rezultatele au fost atribuite erorilor de măsurare sau faptului că oamenii de știință „au înțeles greșit ceva”. Cu toate acestea, Dr. Ephraim Steinberg de la Universitatea din Toronto a dedicat trei decenii demonstrării realității acestui efect, proiectând dispozitive ultra-precise și angajând teoreticieni de renume pentru a concepe un experiment care să elimine orice erori aleatorii.

    Secretul ceții de rubidiu

    Pentru a-și confirma ipoteza îndrăzneață, fizicienii au creat un mediu special format dintr-un nor de atomi de rubidiu, al treizeci și șaptelea element din tabelul periodic, care exista într-o stare de echilibru extrem de instabil. Un fascicul de lumină special reglat, acționând ca un reflector fin, a străpuns această „ceață atomică”, energia fotonică fiind reglată precis pentru a rezona perfect cu particulele de rubidiu. În această situație limită, atomii puteau fie să capteze fotonul pentru o reemisie ulterioară, fie să-l treacă prin ei înșiși. Analizând comportamentul sistemului la nivelul particulelor individuale, fizicienii au confirmat că tocmai această legătură specifică „atom-foton” generează efectul prin care fotonii petrec timp negativ în nor, ieșind literalmente din el înainte de a intra.

    Fizica versus bunul simț

    Dificultatea pentru o persoană obișnuită în înțelegerea acestei descoperiri provine din obiceiul înrădăcinat de a-și imagina atomii și fotonii ca sfere solide, așa cum se întâmplă în manualele școlare. În realitate, particulele sunt unde complexe de probabilitate, pe care oamenii de știință le explică prin analogia vizuală a unui șarpe foarte lung, al cărui cap își poate finaliza interacțiunea și poate ieși dintr-un obiect în timp ce coada sa se apropie încă de acesta. În mod remarcabil, cu zeci de ani în urmă, astronomul rus Nikolai Kozyrev considera timpul ca o substanță fizică ce poate fi radiată și a propus existența unor lumi reflectate în oglinda timpului. Deși știința tradițională a respins mult timp conceptul său, succesul actual al grupului lui Steinberg obligă la o nouă perspectivă asupra posibilității ca fluxul familiar al timpului din trecut spre viitor să nu fie o lege universală pentru întregul univers.

    O imagine din filmul „Interstellar” în care Cooper transmite un mesaj prin timp
    O imagine din filmul „Interstellar” în care Cooper transmite un mesaj prin timp

    Viitorul calculului cuantic

    În ciuda naturii senzaționale a descoperirilor lor, cercetătorii au clarificat rapid faptul că crearea unei mașini a timpului complete rămâne imposibilă în cadrul fizicii actuale. Noua descoperire nu infirmă legile termodinamicii, ci doar demonstrează concepte care anterior riscau să rămână pur speculative. Cu toate acestea, valoarea practică a experimentului este enormă, deoarece efectul negativ al timpului ar putea ajuta computerele cuantice să devină incredibil de rapide. Se așteaptă ca astfel de sisteme să poată călători momentan în trecut pentru a efectua calcule complexe și să returneze utilizatorului rezultatele complete aproape instantaneu. În timp ce critici precum Sabine Hossenfelder numesc acest lucru doar o iluzie elaborată, mulți oameni de știință cred că abia începem să descoperim adevărata natură a celei de-a patra coordonate.

  • Erori cuantice: De ce se strică computerele viitorului

    Erori cuantice: De ce se strică computerele viitorului

    Calculatoarele cuantice au fost prezentate de ani de zile drept mașinile viitorului. Li se atribuie capacitatea de a sparge orice criptare, de a simula molecule și de a accelera descoperirile științifice cu decenii. Dar există o problemă care a fost mult timp trecută sub tăcere. Aceste computere nu sunt aproape niciodată stabile.

    Calculul cuantic se bazează pe qubiți - elemente care pot exista simultan în mai multe stări. Acest lucru face ca mașinile cuantice să fie atât de puternice. Dar le face și extrem de fragile. Cea mai mică perturbație - căldură, vibrații, zgomot electromagnetic - poate ruina calculul.

    Prin urmare, principala cursă de astăzi în industria cuantică nu constă în creșterea vitezei, ci mai degrabă în prevenirea eșecului calculelor. Conform unei analize, corectarea erorilor a devenit principalul blocaj al întregii tehnologii.

    De ce greșesc computerele cuantice mai des decât computerele obișnuite?

    Un computer convențional funcționează previzibil. Dacă face o greșeală, este aproape întotdeauna o problemă de software. Un computer cuantic face greșeli dintr-un motiv diferit. Există literalmente la granița dintre calcul și haos.

    Un qubit nu poate fi pur și simplu „atins” sau testat fără a-i distruge starea. În timp ce calculul este în desfășurare, qubiții trebuie să rămână într-o stare specială, instabilă. Cu cât calculul durează mai mult și cu cât sunt implicați mai mulți qubiți, cu atât este mai mare probabilitatea de eșec.

    Inginerii și-au dat seama rapid că nu exista o soluție simplă. Nu se putea adăuga pur și simplu „verificarea erorilor” ca în sistemele convenționale. Orice verificare a erorilor în sine schimbă starea qubitilor. Așadar, dezvoltatorii au început să creeze circuite complexe care combină zeci de qubiti fizici într-un singur qubit logic. Acest qubit logic este mai stabil, dar la un cost uriaș. Uneori, un singur qubit fiabil necesită câteva zeci de qubiti reali. Acesta este motivul pentru care chiar și cele mai avansate computere cuantice de astăzi îndeplinesc o gamă foarte limitată de sarcini. Acestea petrec prea mult timp încercând să evite defectarea.

    Piatra Rosetta și deciziile ciudate ale inginerilor

    În 2025, cercetătorii din Australia au propus o abordare pe care au numit-o „Piatra Rosetta a calculului cuantic”. Această comparație nu este o coincidență. Piatra Rosetta a permis cândva descifrarea textelor antice. Ideea este similară aici - traducerea limbajului cuantic complex într-o formă mai ușor de gestionat.

    În loc să crească numărul de qubiți, oamenii de știință au adoptat o abordare diferită. Au folosit un singur ion, ținut într-o capcană specială, și i-au valorificat vibrațiile ca purtător de informații. Un obiect - stări multiple.

    Acest lucru a permis codificarea informațiilor cuantice mai compact și cu mai puține erori. Un avantaj important este că configurația funcționează la temperatura camerei, fără răcirea extremă necesară de majoritatea sistemelor cuantice.

    Totuși, această abordare are limitări. Nu este potrivită pentru toate tipurile de probleme și nu permite crearea unui computer cuantic universal. Cu toate acestea, a demonstrat că drumul către sustenabilitate ar putea consta nu prin extindere, ci printr-o arhitectură mai sofisticată.

    Magie fără basme: cum sunt purificate stările cuantice

    În fizica cuantică, există un termen care sună aproape banal: „stări magice”. Dar are o idee foarte specifică în spate. Acestea sunt configurații cuantice care nu pot fi reproduse eficient pe computerele convenționale.

    Acestea sunt cele care permit mașinilor cuantice să facă ceea ce mașinile clasice nu pot face. Problema este că astfel de stări sunt extrem de instabile. Ele generează zgomot, se dezintegrează și își pierd din precizie.

    Soluția se numește distilare. Este un proces care preia multe stări slabe și zgomotoase și le extrage într-un număr mic de stări mult mai pure. Este similar cu distilarea alcoolului sau purificarea apei. În 2025, cercetătorii au demonstrat că această purificare poate fi aplicată qubiților logici, nu doar elementelor fizice individuale. Acesta a fost un pas semnificativ înainte. Potrivit dezvoltatorilor, rata de eroare a fost redusă de la una la o mie de operațiuni la una la un miliard. Pentru calculul cuantic, aceasta este practic o revoluție.

    Prețul progresului și limitele posibilului

    Totuși, această magie vine cu un preț. Pentru a atinge o stare magică stabilă, multe altele trebuie sacrificate. O parte semnificativă din resursele unui computer cuantic nu este cheltuită pentru rezolvarea problemelor, ci pentru întreținerea sa.

    De fapt, mașinile cuantice moderne își petrec cea mai mare parte a timpului corectându-și propriile erori. Dar încă nu există o alternativă. Fără aceasta, nu vor putea merge mai departe de experimentele de laborator.

    Cercetătorii sunt de acord că stările magice și metodele de eliminare a acestora vor forma fundamentul viitoarelor arhitecturi cuantice, chiar dacă acestea sunt costisitoare, complexe și ineficiente conform standardelor actuale.

    Însă istoria tehnologiei arată că tocmai aceste decizii ciudate și stângace devin adesea baza unor descoperiri inovatoare.

    Calculatoarele cuantice sunt încă departe de a fi utilizate în viața de zi cu zi. Dar, pentru prima dată după mult timp, a devenit clar că există o cale către o adevărată supremație cuantică. Și aceasta nu constă în viteză, ci în controlul erorilor.

  • IBM a dezvăluit primul său computer cuantic modular

    IBM a dezvăluit primul său computer cuantic modular

    Procesorul Heron funcționează cu 133 de qubiți și produce de cinci ori mai puține erori în timpul proceselor de calcul în comparație cu cipul Eagle de la același producător.

    Astăzi, procesoarele cuantice sunt utilizate de angajații Departamentului de Energie al SUA, ai Universității din Tokyo (Japonia), ai startup-ului australian Q-CTRL și ai Universității din Köln (Germania) pentru cercetări în domenii științifice precum chimia, fizica, știința materialelor și altele.

    Avantajele unui computer cuantic modular sunt evidente. Sistemul este conceput astfel încât să poată fi extins în timp cu hardware nou - procesoare, servere și alte componente - pentru a-i îmbunătăți caracteristicile tehnice.

    Citește sursa

  • Un institut de tehnologie cuantică va fi înființat în Rusia

    Un institut de tehnologie cuantică va fi înființat în Rusia

    NUST MISIS a anunțat deschiderea unui institut separat care va instrui specialiști în tehnologii cuantice.

    MISiS a decis să creeze o entitate separată — Institutul de Fizică și Inginerie Cuantică — pentru a forma specialiști în inginerie cuantică. Anunțul a fost făcut de prim-vicerectorul universității, Serghei Salihov, la Forumul Tehnologiilor Viitoare „Calculatoare și Comunicații. Lumea Cuantică”.

    Prim-vicerectorul MISiS, Serghei Salihov
    Prim-vicerectorul MISiS, Serghei Salihov

    Salikhov a subliniat că aceasta este o dezvoltare naturală pentru universitate, începând de la Facultatea de Fizică și Chimie, până la Departamentul de Fizică Teoretică Alexey Abrikosov și noul Institut de Fizică și Inginerie Cuantică.

    Inițial, institutul va fi mic, cu aproximativ 400 de studenți așteptați să studieze acolo în următorii câțiva ani. Înființarea institutului este planificată pentru acest an sau începutul anului viitor, potrivit prim-prorectorului.

    MISiS este implicată activ în formarea și desfășurarea cercetării în domeniul tehnologiilor cuantice. Universitatea găzduiește Centrul de Competențe al Inițiativei Tehnologice Naționale „Comunicații Cuantice” și Centrul de Cercetare și Educație pentru Inginerie Cuantică.

    Citește sursa

  • Calculatorul cuantic de la Google a rezolvat instantaneu o problemă a cărei rezolvare a durat 47 de ani

    Calculatorul cuantic de la Google a rezolvat instantaneu o problemă a cărei rezolvare a durat 47 de ani

    Supercomputerul cuantic al Google a reușit să rezolve instantaneu o problemă a cărei rezolvare ar fi durat 47 de ani. Acest lucru demonstrează atingerea de către companie a „supremației cuantice”, relatează The Telegraph.

    Google a atins „supremația cuantică”, relatează The Telegraph, citând o versiune preliminară a articolului companiei.

    Supercomputerul cuantic de la Google a reușit să rezolve instantaneu o problemă de calcul a cărei rezolvare ar fi durat 47 de ani pentru Frontier, cel mai puternic supercomputer din lume.

    Publicația clarifică faptul că noul supercomputer al Google este de 241 de milioane de ori mai puternic decât precedentul, dezvăluit de companie în 2019. Primul supercomputer al Google avea 53 de qubiți - un algoritm pe care un supercomputer IBM l-ar fi rezolvat în 10.000 de ani, pe care l-a rezolvat în mai puțin de trei minute.

    Citește sursa

  • Plăcile grafice NVIDIA sunt mai rapide decât computerele cuantice în anumite sarcini

    Plăcile grafice NVIDIA sunt mai rapide decât computerele cuantice în anumite sarcini

    Un studiu recent publicat în revista Association for Computing Machinery sugerează că computerele cuantice ar putea fi mai puțin eficiente decât unitățile de procesare grafică (GPU) convenționale în rezolvarea unei serii de probleme.

    Oamenii de știință au ajuns la concluzia că multe aplicații vor funcționa mai bine pe computerele clasice bazate pe NVIDIA A100, chiar și atunci când sistemele cuantice primesc milioane de qubiți fizici.

    Principala problemă, conform studiului, nu este sarcina în sine, ci arhitectura computerelor cuantice și incapacitatea lor de a procesa cantitatea imensă de date necesară pentru a rezolva anumite probleme.

    Acest lucru se datorează și problemei de intrare/ieșire a datelor, similară cu cea cu care se confruntau computerele convenționale înainte de apariția SSD-urilor rapide.

    Aceasta înseamnă că sarcini precum proiectarea medicamentelor sau predicția vremii și a climei vor fi mai bine rezolvate pe sistemele clasice, în timp ce chimia și știința materialelor sunt potrivite pentru computerele cuantice.

    Citește sursa